14.4欧姆定律的应用 2024-2025学年苏科版九年级上册物理

2024—2025学年九年级上册物理苏科版14.4欧姆定律的应用 一、单选题 1．王新同学有两个电阻R1和R2，已知R1=3R2，他将这两个电阻串联起来接入电路中，用电压表测出R2两端的电压为6 V，则R1两端的电压为 A．2 V B．6 V C．12 V D．18 V 2．如图所示是测量水流冲击力的装置，其中电源电压恒为6V，电阻丝MN长20cm，总电阻为20Ω，其阻值与接入电路的长度成正比；弹簧左端固定，右端连接有滑块，并套在光滑水平杆AB上。水流冲击力为零时，滑片P与M端接触，电流表的示数为0.1A，弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长1cm（水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度），电压表的表盘改装为“冲力表”。下列说法正确的是（　　） A．电路中的电流恒为0.1A B．水流冲击力增大时电阻丝MN接入阻值变大 C．水流冲击力增大时电压表示数不变 D．“冲力表”的刻度是不均匀的 3．如图所示是呼气式酒精测试仪的电路图，其传感器是一种气敏电阻R，其阻值随酒精气体的浓度变大而变大，它与定值电阻R0串联在电路中，闭合开关，下列有关说法错误的是（　　） A．气敏电阻不是定值电阻 B．酒精浓度越大，电路中的电流越大 C．酒精浓度越大，电压表的示数越大 D．没有酒精气体时，气敏电阻仍有一定的阻值 4．小铭用如图所示的电路进行实验，当闭合开关后发现灯泡不亮，电压表明显偏转，电流表指针不发生偏转，则可能的故障原因是（　　） A．小灯泡短路 B．小灯泡断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路 5．利用电压表与电流表测电阻的方法叫做“伏安法”，如图所示，“伏安法”测电阻R的电路图应该是 A． B． C． D． 6．在科学实验中，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行多次实验： ①在“测量物体的长度”时，多次测量； ②在“探究杠杆平衡条件”时，改变钩码的个数和移动钩码位置，多次测量； ③在“伏安法测电阻”的实验中，多次测量导体两端电压和通过导体的电流值； ④在研究“串、并联电路中电流的规律”时，换用不同定值电阻，多次测量 ； 上述实验属于减少误差而进行多次实验的是（　　） A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 7．一只小灯泡的正常工作电压为8V，正常发光时通过它的电流为0.5A。若将该灯泡接在12V的电源上，要使其正常发光，下列方法可行的是（    ） A．串联一个的电阻 B．串联一个的电阻 C．并联一个的电阻 D．并联一个的电阻 8．如图为电路元件和B的I﹣U图象，根据图象提供的信息，下列说法中不正确的是（　　） A．电阻B是定值电阻 B．如若将它们串联，接在某电源上，当电路电流0.15A时，电源电压是7V C．电阻A的阻值为20Ω D．若将它们并联，接在4.0V的电源上，电路中的总电流为0.35A 9．如图甲所示是一款甲醛浓度检测仪，其检测原理如图乙所示，R0是定值电阻，传感器R1的电阻随甲醛浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．当甲醛浓度增大时，电压表的示数变大 B．当甲醛浓度增大时，电流表的示数变小 C．当甲醛浓度减小时，电压表的示数变大 D．当甲醛浓度减小时，电流表的示数变大 10．在如图所示的电路中，电阻，。当开关S接位置1时，电流表的示数为0.4A。当开关S接位置2时，电流表的示数可能是（　　） A．0.25A B．0.3A C．0.35A D．0.4A 11．如图，电源电压保持不变，开关S始终保持闭合．当开关S1由断开到闭合时，下列判断正确的是 A．电路中的总电阻变大 B．电路的总功率变小 C．电流表的示数变小 D．电压表的示数变大 12．如图所示为油量表示意图，当油量减少时，下列说法正确的是（    ） A．不断减小 B．不断减小 C．不断增大 D．两端电压不断增大 13．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示．R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压．若已知电源电压为12V，某一时段AB间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次 B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等 C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍 D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍 14．小灯泡的I-U图像如图甲所示，将它与定值电阻R并联，如图乙所示，闭合开关S1，电流表的示数为0.2A；再闭合开关S2，电流表的示数增加了0.25A．则（　　） A．电源电压为2V B．灯泡功率为5W C．定值电阻的阻值为8Ω D．电路总功率为9W 15．A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管．闭合开关S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向左移动滑动，在此过程中下列说法正确的是 A．V表示数变小，A表示数变大      B．弹簧测力计示数变大 C．弹簧测力计示数变小      D．螺线管的磁力变大 二、填空题 16．如图所示，当开关S闭合和断开时，电流表的示数之比是3∶1，则电灯L1和L2的电阻之比是 。甲、乙、丙、丁四个轻质小球，靠近时的相互作用情况是：甲排斥乙，乙吸引丙，丙排斥丁，若丁带负电，则甲一定 。 17．如图，电源电压3V，R1=10Ω，R2=5Ω，当闭合开关后，两电表有示数且保持稳定，则甲电表的示数为 ，乙电表的示数为 。 18．公共场所严禁吸烟。小明设计了一种简易烟雾报警控制器，如图所示。电路中为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，烟雾浓度增大到一定程度使电流表的指针偏转到某区域时触发报警系统。当烟雾浓度增大时，电压表与电流表示数的比值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；不改变电表的情况下，请写出一条能使控制器在烟雾浓度较淡时就触发报警的做法： 。 19．如图所示，已知电源电压为3V，当开关闭合后，电压表示数为2V，灯泡L1中的电流为0.1A，则灯泡L2的电流是 A，灯泡L2的电阻是 Ω，突然只有灯泡L1发光，电压表无示数了，则可能是灯泡L2 （选填“短路”、“断路”）。 三、实验题 20．小南和小岗利用如图甲所示的电路来研究“小灯泡的电阻”。小灯泡的额定电压为。 序号 1 （1）用笔画线代替导线，补画一根导线将图甲中的实物电路连接完整；( ) （2）小南同学连接好电路，闭合开关后灯泡发出明亮耀眼的光并很快熄灭。检查后，发现实物图连线正确，请你找出实验中操作不当之处； ；调整后当滑动变阻器的滑片滑到某位置时，电压表的示数为，此时电流表示数如图乙所示为 A，此时小灯泡的电阻为 ； （3）小岗为了继续探究“小灯泡灯丝的电阻与温度关系”，设计了的实验数据记录表格（如图丙），请你指出该表格存在哪些不完整之处。( ) 四、综合题 21．如图所示，为汽车油量表的原理图。电源电压为6V，R0的阻值为10Ω，R的最大阻值为50Ω。油箱装满时，R接入的电阻为0，油箱空置时R接入的阻值为最大阻值。请回答： （1）图中油量表为 （选填电压或电流）表改装而成；定值电阻在电路中的作用是 ； （2）请通过计算求油箱空置时，（要求写出计算过程） ①电路中的电表的示数；( ) ②R两端的电压。( ) （3）闭合开关，当油箱内所盛油量逐渐增多时，整个电路中的电流 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 五、计算题 22．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R2上标有“1A”字样。 （1）若闭合开关 S，电压表 V 示数为 3V，通过电阻 R1的电流为 0.6A，求： ①电阻 R1 的阻值； ②10 秒内电流通过 R1所做的电功W1； （2）若滑动变阻器 R2 的最大电阻值是定值电阻 R1阻值的2 倍。在电路安全的前提下，R2允许接入电路的最小电阻为4 欧，移动滑片，电压表V 示数的最大变化量U =8 伏；请计算电源电压 U、定值电阻 R1 的阻值以及滑动变阻器 R2 的最大电阻值。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A B B A A A A A C 题号 11 12 13 14 15 答案 D D D A B 1．D 【详解】试题分析：方法1：串联电路电流处处相等，设电路中电流为I，由欧姆定律得R2两端电压为U2=IR2，U1=IR1=3IR2，读题知R2两端电压为6V，所以U1=3U2=3×6V=18V,对比各选项，选填D.方法2：串联电路中导体两端电压与导体电阻成正比．所以U1:U2=R1:R2=3R2:R1=3:1，U1=3U2=3×6V=18V,选填D． 考点：欧姆定律，串联电路电流规律，串联电路电压规律． 2．A 【详解】AB．图中，定值电阻与电阻丝串联，电流表测电路的电流，电压表测P以左电阻丝的电压，因电压表接在变阻器的滑片上，故无论P如何移动，电流要流经变阻器的全部电阻丝，即变阻器的最大电阻20Ω始终连入电路中，根据串联电阻的规律，电路的总电阻保持不变，由欧姆定律可知，电路的电流不变，已知滑片P与M端接触，电流表的示数为0.1A，故电路中的电流恒为0.1A，故A正确，B错误； C．水流冲击力增大时P向右移动，P以左电阻丝变长，电阻变大，根据U=IR，故电压表示数变大，故C错误； D．电压表的表盘改装为“冲力表”，电压表示数为 UV=IRP左=0.1A×RP左 已知电阻丝MN长20cm，总电阻为20Ω，其阻值与接入电路的长度成正比，且弹簧受到的作用力每增加1N时会伸长1cm（水流的冲击力未使弹簧超出弹性限度），根据影响电阻大小的因素，P以左电阻丝的电阻大小与冲力大小成正比，故“冲力表”的刻度是均匀的，故D错误。 故选A。 3．B 【详解】A．气敏电阻阻值随酒精气体的浓度变大而变大，不是定值电阻，故A正确，不符合题意； B．酒精浓度越大，气敏电阻阻值越大，电路中的电流越小，故B错误，符合题意； C．酒精浓度越大，气敏电阻阻值越大，由串联电路分压原理可知，电压表的示数越大，故C正确，不符合题意； D．没有酒精气体时，气敏电阻阻值不为0，仍有一定的阻值，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．B 【详解】A．若小灯泡短路，则电压表的示数为零，故A不符合题意； B．若小灯泡断路，则电流表没有示数，电压表有示数，故B符合题意； C．若滑动变阻器短路，则电流表、电压表都有示数，故C不符合题意； D．若滑动变阻器断路，则电流表、电压表都没有示数，故D不符合题意。 故选B。 5．A 【详解】伏安法测电阻的原理是欧姆定律，即． A、伏安法测电阻时，电源、开关、滑动变阻器、电流表、待测电阻组成串联电路，电压表并联在待测电阻两端，故A图正确； B、电流表和电压表的位置接反了，故B错误； C、电压表测量电源电压，不能随滑动变阻器的调整而变化，故C错误； D、电压表测量的是滑动变阻器的电压，正确的连接应该是测量待测电阻的电压，故D错误； 【点睛】 6．A 【详解】①在测量物体的长度时，为了减小误差，需多次测量，求平均值，故①符合题意； ②在“探究杠杆平衡条件”时，改变钩码的个数和移动钩码位置，多次测量是为了使实验结论具有普遍性，避免偶然性，故②不符合题意； ③在“伏安法测电阻”的实验中，多次测量导体两端电压和通过导体的电流值，从而求出平均电阻值，是为了减小误差，故③符合题意； ④在研究“串、并联电路中电流的规律”时，换用不同定值电阻，多次测量，是为了使之实验结论具有普遍性，故④不符合题意。 故选A。 7．A 【详解】因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，所以，串联电阻分但的电压 因串联电路中各处的电流相等，所以，由知道，串联电阻的阻值 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．A 【详解】A．因为元件B的I−U图象是曲线，说明其电阻是变化的，故A错误； C．由A的I−U图象可知，当电压为2.0V时，对应的电流为0.1A，所以元件A的阻值为 RA20Ω 故C正确； B．串联时，各处电流相等，当I0.15A时，由图可知：UA3V，UB4V，所以电源电压为 UUAUB3V4V7V 故B正确； D．并联时，各支路电压相等，当U4.0V时，由图可知：IA0.2A，IB0.15A，所以电路中的总电流为 I总IAIB0.2A0.15A0.35A 故D正确。 故选A。 9．A 【详解】R1与R0串联，电压表测定值电阻R0的电压，电流表测电路的电流。 AB．已知传感器R1的电阻随甲醛浓度的增大而减小，故当甲醛浓度增大时，R1的电阻变小，根据串联电路电阻的规律可知电路的总电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，即电流表示数变大，根据可知R0两端的电压变大，即电压表示数变大，故A正确，B错误； CD．当甲醛浓度减小时，传感器R1的电阻变大，根据串联电路电阻的规律可知电路的总电阻变大，由欧姆定律可知电路中的电流变小，即电流表示数变小，根据可知，R0两端的电压变小，即电压表示数变小，故CD错误。 故选A。 10．C 【详解】当开关S接位置1时，与串联，由欧姆定律可得          ① 当开关S接位置2时，与串联，由欧姆定律可得          ② 联立①②可得 解得 因未知，故可能为从0到无穷大的任意值，当时 当取无穷大时，无限接近于0.4A，故电流值可以从0.3A到0.4A。 故选C。 11．D 【详解】开关S闭合，开关S1断开时，电阻R1与R2串联，电流表测串联电路的电流，电压表测R2两端电压，开关S闭合，开关S1闭合时，电阻R1被短路，电路中只有R2，电流表测电路的电流，电压表测R2两端电压，即电源电压． A.电阻 R1与R2串联的总电阻大于R2的阻值，当开关 S1由断开到闭合时，总电阻变小故错误； B.电阻 R1与R2串联的总电阻大于R2的阻值，由电功率公式 可得，当开关 S1断开到闭合时，电路的总功率变大，故错误； C.根据公式 可知，电源电压不变，开关S1由断开到闭合时，总电阻变小，电路中电流变大，即电流表示数变大，故错误； D.开关S闭合，开关S1断开时，电压表测R2两端电压；开关S闭合，开关S1闭合时，电压表测R2两端电压，即电源电压，所以电压表示数变大，故正确． 故选D. 12．D 【详解】由图可知，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，当油量减少时，浮子下降，滑片向上运动，电阻增大，总电阻增大，由得，在总电压一定时，总电流减小，由U=IR得，在R0电阻一定时，R0两端电压减小，根据串联电路总电压等于各用电器两端电压之和，滑滑动变阻器R两端电压增大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 13．D 【详解】解（1）当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1电阻变大，计数器会计数一次，信号处理系统记录的是AB间每一时刻的电压（AB间的电压即R2两端的电压），因为R1、R2串联，根据串联电路的分压原理可知，此时R2两端的电压较低，所以应该是AB两端电压为2V时，跳绳自动计数器会计数一次，故A错误；因为电源电压12V,所以此时R1两端电压是12V-2V＝10V,根据串联电路电流处处相等：，解得R1＝5R2，故B错误；由乙图可以看出，当没有挡住射向R1的激光， U2'＝UAB'＝6V，由串联电路的分压原理可知此时两电阻相等，故C错误；且R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确．故选D． 点睛：由电路图知，两电阻串联，AB间电压为R2两端电压．由题知，射向R1的激光被挡时它的电阻变化，由串联电路分压原理，结合图象分析射向R1的激光被挡和没挡时AB间电压以及两电阻的大小关系从而解题． 14．A 【详解】A．闭合开关S1，为R的简单电路，电流表测量通过R的电流，电流表的示数为0.2A；再闭合开关S2，灯与R并联，由并联电路各支路互不影响，通过R的电流不变，电流表的示数增加了0.25A，即通过灯的电流为0.25A，由图甲可知，灯两端的电压为2V，即电源电压为2V，符合题意； B．灯的功率为 P=UI=2V×0.25A=0.5W 不符合题意； C．定值电阻的阻值为 R==10Ω 不符合题意； Ｄ．由并联电路电流的规律，干路电流为 I总=0.2A+0.25A=0.45A 电路总功率为 P=UI总=2V×0.45A=0.9W 不符合题意． 故选A。 15．B 【详解】由图可知电流由螺线管的下方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极，下端为S极；则螺线管与磁铁为同名磁极，相互排斥； 当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻变大，则由欧姆定律可知电路中电流减小，即电流表的示数变小； 因为串联电路中，电阻越大，分得的电压越大，因此滑动变阻器两端电压变大，即电压表示数变大； 由于通过电路的电流变小，则螺线管的磁性减弱，螺线管与磁铁之间的斥力减小，因此弹簧测力计示数变大． 故B正确，ACD错误． 故选B． 【点睛】解本题的关键时抓住影响电磁铁磁性强弱的因素及根据运用安培定则判断通电螺线管的极性的方法． 16． 1∶2 带正电 【详解】[1]由图知，当开关S闭合时，两灯泡并联，电流表测干路电流，当S断开时，电路为L2的简单电路，电流表测L2的电流；因并联电路各支路独立工作、互不影响，所以，断开开关前后，通过L2的电流不变；已知当开关S闭合和断开时，电流表的示数之比是3∶1，设电流表示数分别为3I、I，则可知干路电流为3I、通过L2的电流为I，两灯并联时通过L1支路的电流 因并联电路中各支路两端的电压相等，结合欧姆定律可得 所以L1和L2的电阻之比 [2]已知丁带负电，丙排斥丁，则丁、丙一定带同种电荷，即都带负电；乙吸引丙，则乙可能带正电，也可能不带电；甲排斥乙，则甲、乙带同种电荷，即甲带正电；所以甲一定带正电。 17． 0.3A 3V 【详解】[1][2]由于电压表内阻很大，在电路中可看作断路；电流表内阻很小，在电路中可看作一根导线；闭合开关后，若两电阻串联，根据电流的流向可知，乙应为电流表，甲应为电压表，但闭合开关后，则R1被短路，电流表无示数，不符合题意；则两电阻只能是并联，乙只能为电压表，且乙测电源电压，其示数为3V；甲只能为电流表，甲测通过R1的电流，根据并联电路电压的规律和欧姆定律可得，甲电流表的示数 18． 变大 减小R0的阻值 【详解】[1]由电路图可知，光敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。因光敏电阻的阻值随光照强度的减弱而增大，所以，当有烟雾遮挡射向R的激光时，R的阻值增大，电路中的总电阻增大，由知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小，由U=IR可知，R0两端电压减小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，光敏电阻R两端的电压增大，即电压表的示数增大，所以电压表与电流表的示数之比增大。 [2]要使控制器在烟雾较淡时就触发报警，就应在烟雾较淡时使光敏电阻两端的电压增大到报警系统触发的电压，即增大光敏电阻分得的电压，根据串联电路的分压特点可知，应减小R0两端的电压，可以减小R0的阻值。 19． 0.1 20 短路 【详解】[1]两灯串联，电压表测L2的电压，灯泡L1中的电流为0.1A，根据串联电路各处的电流相等，则灯泡L2的电流是0.1A。 [2]灯泡L2的电阻 [3]突然只有灯泡L1发光，则电路为通路，电压表无示数了，则可能是灯泡L2短路。 20． 闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处 0.20 10 表格中缺少的栏目是灯的亮度 【详解】（1）[1]在研究“小灯泡的电阻”的实验中，电流表应于灯泡串联，测量通过灯泡的电流，滑动变阻器与灯泡串联接入电路中，电压表应并联在小灯泡两端，测量灯泡两端的电压，其中小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选用小量程并联在灯泡两端，具体操作为，将原电路图中，将灯泡右侧接线柱与电压表正接线柱（小量程）连接起来，如下图所示： （2）[2]电路连接正确，闭合开关后，灯泡发光，且明亮耀眼，但是很快就熄灭了，说明在闭合开关后，电路中电流很大，导致灯泡灯丝被烧断，原因可能是滑动变阻器接入电路的阻值较小，从而使得电路中电阻太小；故实验中操作不当之处：闭合开关前，滑动变阻器滑片没有移到阻值最大处。 [3]由图乙可知，电流表选择的是小量程，电流表分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.20A。 [4]由可得，此时灯泡的电阻为 （3）[5]在探究“灯泡发光时灯丝电阻跟温度的关系”，要记录灯的亮度，表格中缺少的栏目是灯的亮度。 21． 电流 保护电路 0.1A 5V 增大 【详解】（1）[1]电流表与待测电路串联，图中油量表串联在电路中，故为电流表改装而成。 [2]油箱装满时，R接入的电阻为0，为防止电源短路和电流过大，故电路中要串联一个定值电阻，即定值电阻在电路中的作用是保护电路。 （2）①[3]当油箱空置时，R接入的阻值为最大阻值，两电阻串联，根据串联电阻的规律及欧姆定律可知电路的电流为 ②[4]根据欧姆定律R两端的电压为 UR=IR=0.1A×50Ω=5V （3）[5]闭合开关，当油箱内所盛油量逐渐增多时，浮标上升，变阻器的滑片向下滑动，则变阻器连入电路的电阻变小，根据电阻的串联规律可知电路的总电阻变小，由欧姆定律可知整个电路中的电流增大。 22．（1）①5Ω；②18J；（2）18V， 14Ω，28Ω 【详解】解：（1）①由电路图知道，闭合开关S，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，由知道，电阻R1的阻值 ②10秒内电流通过R1所做的电功 W1=U1It=3V×0.6A×10s=18J （2）由题意知道，滑动变阻器R2的最大电阻值是定值电阻R1阻值的2倍，所以，滑动变阻器R2的最大电阻值是 当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，电压表的示数最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流 则电压表的示数    ① 根据题意知道，R2允许接入电路的最小电阻为4 欧，此时电路中的电流最大，则电压表的示数最大，根据题意知道，此时电路电流应为1A，即    ② 则电压表的示数   ③ 由于电压表V 示数的最大变化量U =8 伏，即   ④ 由①②③④解得定值电阻 R1 的阻值、电源电压 及滑动变阻器 R2 的最大电阻值分别是 U=18V 答：（1）①电阻 R1 的阻值是5Ω； ②10 秒内电流通过 R1所做的电功 18J； （2）电源电压是18V；定值电阻 R1 的阻值以及滑动变阻器 R2 的最大电阻值分别是14Ω和28Ω。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$